Сколько грамм платины в катализаторе
Перейти к содержимому

Сколько грамм платины в катализаторе

  • автор:

Платиновый катализатор — сколько драгметалла содержится в детали автомобиля

Автомобильный катализатор

Платиновый катализатор сегодня используется во многих автомобилях. Он является одним из основных элементов выхлопной системы и обеспечивает снижение уровня вредных выбросов. Его корпус покрыт драгоценными металлами, которые, при наличии определенных условий, можно извлечь. Однако сложно заранее предугадать, сколько платины содержится в катализаторе автомобиля.

Конструкция катализатора

Внутренняя часть автомобильного компонента заполнена особой конструкцией, выполненной из керамики или металла. Внешне она напоминает пчелиные соты. Верхняя часть катализатора покрыта тонким слоем драгоценного металла.

Наличие такого напыления обеспечивает снижение уровня вредных выбросов. Это достигается за счет того, что выхлопные газы, контактируя с драгметаллами и другими веществами, вступают с ними в химическую реакцию. Для напыления внутренней части автокомпонента используют сочетание:

Каждый из этих металлов оценивается довольно высоко. Поэтому автомобильные катализаторы привлекают многих людей, которые занимаются извлечением драгоценных материалов с целью их дальнейшей перепродажи.

Добычи указанных металлов – это довольно сложный процесс, требующий наличия соответствующих навыков и различных дорогостоящих веществ.

Существует несколько технологий, посредством которых можно извлекать драгметаллы. Они подбираются исходя из конечных целей работы.

Конструкция катализатора

Некоторые из указанных технологий, а также их результаты приведены в таблице.

Метод Результат
Выщелачивание посредством окислителей Платина и родий
Гальванический метод Палладий
Воздействие «Царской водкой» Платина
Фторирование Палладий

Выбор в пользу конкретной технологии обусловлен в основном возможностями человека, который получает платину из катализатора. Также важно понимать, что в процессе аффинажа существуют неизбежные потери извлекаемых материалов. В частности, подобные недостатки отмечаются у техники выщелачивания, которая требует многократных промывок компонентов химической реакции.

Поверхность автокатализаторов покрыта напылением драгоценных металлов. Эти материалы, при наличии соответствующих навыков и реагентов, можно извлечь.

Техника выщелачивания

В домашних условиях и в промышленности для выделения родия и палладия чаще применяют выщелачивания. Такая техника предполагает использование окисляющих растворов, состоящих из концентрированных соляной и азотной кислот. При этом выщелачивание имеет ряд существенных недостатков отчасти обусловленных особенностями конструкции автомобильного катализатора.

Последний изготавливается либо из керамики, либо из алюминия. Наличие этого металла затрудняет проведение аффинажа, так как окислители вступают с ним реакцию. В процессе выделения платины, которая извлекается в виде раствора, необходимо многократное повторение выщелачивания и промывки исходных компонентов. Более того, даже такой подход не позволяет добыть драгоценный металл в достаточном количестве: избежать потери невозможно. Соответственно, для извлечения платины потребуется несколько катализаторов.

В целях снижения потерь, возникающих во время проведения аффинажа, автокомпонент на начальном этапе смачивают в водном растворе соляной кислоты. В дальнейшем катализатор подвергается нагреву. Далее, когда под воздействием высокой температуры появились пары, на исходный компонент наносятся окислители.

Выщелачивание платины

Кроме того, в зависимости от состава сплава, который напылялся на поверхность катализатора, для проведения аффинажа можно применить смесь концентрированной азотной кислоты и 30-процентного раствора пероксида водорода.

В промышленных масштабах для извлечения платины используют специальную решетчатую сетку, на которую помещается деталь. На нее затем оказывают воздействие парообразного окислителя. Для этого сначала заготавливают раствор соляной кислоты, в которую помещается деталь, а затем ее доводят до кипения. По окончании этого процесса, в ходе которого пары многократно проходят через каналы и поры катализатора, последний подвергается промывке чистой водой.

Использование парообразного окислителя имеет несколько преимуществ в сравнении с жидкостными кислотами. Основное отличие между двумя приведенными выше подходами заключается в том, что газовая смесь обладает большей проникающей способностью. Поэтому она лучше «промывает» катализатор, затрагивая даже мелкодисперсные частицы.

Особенности добычи палладия

Для извлечения палладия из автомобильного катализатора можно применять техники, описанные выше. Но в таком случае полученный металл включает в себя множество примесей, что снижает его ценность. Наиболее действенным способом добычи палладия из автомобильных деталей считается электродуговое нагревание (гальванический метод).

Однако предпочтительнее использовать несколько иной подход. Он предполагает нагревание исходного компонента до 500 градусов с последующим фторированием. Эта технология позволяет получить металл с минимальным содержанием разнообразных примесей. Результатом данного процесса становится фтористый палладий, который необходимо остудить до 100 градусов. Для выделения чистого металла из раствора потребуется минеральная кислота.

Метод фторирования позволяет выделить практически весь палладий, что содержит в себе автомобильный катализатор.

Примеры выделения драгоценных металлов

Ниже приведены три примера, наглядно объясняющие процесс выделения драгоценных металлов из автомобильных компонентов.

Пример 1.
В данном примере используется катализатор с автомобиля марки Volvo. Его сплав состоит из палладия (0,08% от общей массы компонентов) и родия (0,006%). Ввиду того что в исходной детали содержится углерод в относительно большом количестве, ее предварительно обжигают, в течение 45 минут оказывая воздействие при температуре в 540 градусов. Далее смешиваются между собой 230 мл воды и 46 мл концентрированной соляной кислоты. После этого в раствор добавляются 184 мл пироксида углерода, после чего его нагревают. Аффинаж проводится на протяжении 1 часа.

Пример 2.
Для извлечения драгметаллов используется 1,2-киллорамовый катализатор, взятый с автомобиля марки Mercedes-Benz. В составе его сплава встречаются платина (0,12% от общей массы детали) и родий (0,008%).

Катализатор Mercedes-Benz

Автокомпонент помещается во фторопластовый реактор. Далее он смачивается посредством 260 мл водного раствора соляной кислоты. После этого автокомпонет подвергается воздействию 70 мл данной кислоты, используемой в чистом виде.

Далее раствор доводится до кипения. В процессе нагрева в смесь добавляются 60 мл концентрированной азотной кислоты и 150 мл 30-процентного раствора пероксида водорода. Этот элемент вводится по частям. Аффинаж палладия занимает около 1,5 часа. По истечении указанного срока полученный раствор промывается водой (1 к 2) и осаждается.

Пример 3.
В последнем примере применяется катализатор от автомобиля Honda. В составе сплава встречаются платина (0,04% от общего веса детали), палладий (0,06%), родий (0,007%) и церий (1,4%). Подход в данном случае используется тот же, что был приведен в предыдущем примере. Разница между техниками добычи наблюдается только на конечном этапе. Достигнув точки кипения, автокомпонент обрабатывается соляно-азотной кислотой и пероксидом водорода.

Применение выщелачивания позволяет получить из автокатализаторов относительно чистые драгоценные металлы, пригодные для повторного использования.

Сколько платины содержится в катализаторах и как ее извлечь

Автомобильные катализаторы, впрочем, как и любые другие виды катализаторов, необходимы для ускорения протекания химической реакции. Какой?! В данном случае – для очищения отработанных газов перед тем, как они будут выброшены в атмосферу. Автомобильный катализатор представляет собой неизменяемый сплав нескольких металлов. Иными словами, катализатор – постоянен. Он не растворяется и не пропадает. Но благодаря тому, что в составе его сплава присутствуют и драгоценные металлы, он становится объектом коммерческого интереса многих автолюбителей.

Металлы, входящие в состав катализатора

Если бы автомобильные катализаторы покрывались любым дешевым металлом, который был бы способен также катализировать вредные вещества, как делают это платина, родий, палладий и даже золото, то вряд ли к ним проявлялся бы такой интерес. Однако благодаря тому, что металлы – катализаторы, используемые чаще всего, входят в группу драгоценных металлов, и стоят на порядок выше золота, автомобильные катализаторы стали представлять определенную ценность. Сама конструкция катализатора выполняется из металла или керамики, и только ее покрытие выполнено с участием драгоценных металлов. Поэтому количество катализирующего вещества, которое можно извлечь из катализатора, крайне мало.

Извлечение драгоценных металлов

Несмотря на то, что количество драгоценного вещества на корпусе автомобильного катализатора небольшое, его можно попытаться извлечь. Конечно же, результат будет ничтожным, да и частота металла будет оставлять лучшего. Но все же это будет драгоценный металл! Проблема заключается только в одном: чтобы извлечь металл из катализатора, понадобятся специальные химические реактивы, приобретение которых довольно дорогостоящее удовольствие. Да и не везде их можно найти!

Есть ли смысл извлекать металлы?!

В автомобильных катализаторах, производимых в разных частях мира, могут быть применены различные металлы – катализаторы, где-то это платина, а где-то – золото. Иногда в их составе можно обнаружить и серебро. Однако общее количество драгоценных металлов будет небольшим, порядка нескольких граммов.

Важно! Чем дороже металл, тем меньше его будет в катализаторе. Если это серебро, то можно рассчитывать на извлечение порядка 30-40 граммов. Но если это платина, то его количество может не превышать и 3 граммов!

Если учесть стоимость драгоценных металлов в перерасчете на 1 грамм, то можно прийти к выводу, что их извлечение имеет место. Однако финансовой выгоды от такого мероприятия не будет, поскольку приобретение реактивов, способствующих выделению данных металлов, потребует не малых средств.

Промышленное извлечение драгоценных металлов

Выгодно заниматься извлечение вещества – катализатора можно только в промышленном случае, когда одно и то же количество реактива способно отделить драгоценный металл ни с одного, а сразу с нескольких сотен катализаторов. Этим пользуются и специальные пункты по скупке металлолома и автомобильных комплектующих. Например, они скупают автомобильные аккумуляторы, ради последующего извлечения из них свинца, который затем выгодно продается производителям аккумуляторных батарей.

Точно также они поступают и с катализаторами. Поэтому выгодней всего просто продать катализатор скупщику и получить от этой операции гораздо больше финансовой выгоды, чем от попыток самостоятельно извлечь металлы.

Содержание драгоценных металлов в катализаторе и способы их извлечения

Драгоценные металлы катализатора. Сколько их и как можно отделить?

Более десятка лет катализаторы газов устанавливаются на все выпускаемые автомобили. Катализатор предназначен для очистки выхлопных выбросов и приведения их к требованиям Евро-5 и других современных экологических стандартов. Токсичные компоненты преобразуются в безвредные азот, воду и углекислый газ под воздействием высокой температуры, при участии кислорода и каталитических веществ. В роли последних выступают металлы платиновой группы — родий, палладий и платина, благодаря которым автомобиль загрязняет окружающую среду значительно меньше.

Доля драгоценных металлов в катализаторе

Катализатор газов выглядит как утолщение на выхлопной трубе, его легко увидеть, заглянув под днище автомобиля. Внутри термоизолированного корпуса расположены мелкие керамические или металлические соты, на поверхность которых нанесен тонкий слой драгоценных металлов. При температуре в катализаторе 300 °C и выше, соблюдении пропорций топливно-кислородной смеси они ускоряют окислительно-восстановительные реакции.

Общая площадь решетки сот измеряется десятками тысяч квадратных метров. Массовая доля металлов на ее поверхности составляет от сотых до десятых процента веса узла. Цена катализатора как сырья для их извлечения определяется рядом факторов:

  • модели автомобильных катализаторов старше 15 лет сконструированы под менее жесткие экологические стандарты, содержат меньше драгметаллов и больше посторонних веществ;
  • современные авто рассчитаны для стандартов Евро-5, Евро-6 и снабжены сотовой решеткой большей площади;
  • производители машин постоянно улучшают качество двигателей. Новые модели часто оснащаются очистными деталями меньшей производительности, что привело к снижению содержания палладия и родия в самых новых моделях конвертеров;
  • катализаторы трехкамерной конструкции более выгодны для извлечения платины.

Наиболее рентабельно извлечение дорогих металлов из катализаторов Mersedes-Benz, Jeep, Lexus, Land Rover и Hummer, устройства производства стран СНГ замыкают ряд. В автомобилях, выпущенных до 90-х, не предусматривалась установка катализатора.

Стоимость бывшего в употреблении катализатора при продаже на вторсырье может составлять от пятисот до нескольких тысяч гривен. В некоторых случаях посредники и перерабатывающие компании проводят химический анализ перед тем, как предложить цену. Соты извлекаются из корпуса конвертера, перемалываются, и определяется содержание в них благородных металлов. Продать катализатор в хорошем состоянии можно и в качестве рабочего узла для установки в машину.

Как извлечь драгоценные металлы из катализатора

Для получения ценного сырья соты катализатора газов проходят механическую и химическую обработку. Они измельчаются и подвергаются воздействию активных веществ или электролизу, в зависимости от извлекаемого металла.

Родий и платина высвобождаются выщелачиванием. Измельченные соты катализатора подвергают многократному воздействию окисляющих смесей и промывкам. Содержащиеся в активном слое алюминиевые окислы препятствуют полному извлечению платины. Более эффективным способом является растворение металлов соляной кислотой или царской водкой при нагревании для лучшей циркуляции веществ.

Пирометаллургический метод состоит в дроблении сердцевин катализаторов, их нагреве до высоких температур и периодическом сливании примесей. Полученные гранулы с высоким содержанием драгоценных металлов используют для их дальнейшего промышленного извлечения.

Палладий из катализатора получают гальваническим методом и фторированием. Последний позволяет практически полностью извлекать палладий из сплава. При температуре 500 oC расплав фторируют, в результате чего получают фтористый палладий, легко расщепляемый минеральной кислотой.

Можно ли извлечь металлы из катализатора самостоятельно

Основной трудностью переработчиков любого вторичного сырья является обеспечение достаточно больших объемов для получения коммерческой выгоды. Существует понятие окупаемости — установленное оборудование начинает приносить доход спустя какое-то время. Материальные и энергетические затраты на переработку одного или нескольких катализаторов будут превышать стоимость извлеченных металлов. В любом случае понадобится специально оборудованное помещение, которое нецелесообразно содержать ради разовых экспериментов.

Катализатор в рабочем состоянии выгоднее всего продать, ведь именно как функциональный узел он стоит дороже. Такое предложение поможет желающим купить катализатор для замены неисправного по более выгодной цене.

В каких катализаторах много платины? | AutoCatalystMarket Россия

В каких катализаторах много платины?

Очистка выхлопных газов автомобиля происходит в катализаторе. В ходе процессов окисления и восстановления токсичные углеводородные соединения, оксиды азота и угарный газ преобразовываются в воду, азот и углекислый газ.

Платина и другие драгоценные металлы ускоряют реакции и способствуют наиболее полной очистке стремительно выходящих из двигателя газовых потоков. Слой веществ-катализаторов нанесен на керамические или металлические соты. Содержание драгметаллов обуславливает высокую стоимость катализатора и возможность его использования для переработки.

Неисправные катализаторы как сырье для извлечения платины

В большинстве автомобилей применяются керамические соты. В решетке из тонкостенной керамики достигается толщина стенок 0,1–0,05 мм. Количество каналов в них может достигать восьми тысяч. Поверх керамики наносится тонкий слой металлов платиновой группы, сложный рельеф которого увеличивает активную площадь в несколько тысяч раз. Благодаря перечисленным технологиям в ряде моделей авто она может достигать 70 тыс. м2.

В зависимости от размера конвертера из него можно получить 3–7 г платины.

Самостоятельное извлечение драгметаллов из одного или нескольких катализаторов нерентабельно — стоимость аренды помещения, оборудования и реактивов перекроют выгоду. Переработка в промышленных масштабах, наоборот, очень быстро окупается.

Всего в мире добывается около 180 тонн платины в год. Ее содержание в коре Земли крайне мало и не превышает 0,06–0,40 мкг на кг. Хорошими промышленными месторождениями считаются слои с концентрацией платины 3–5 мг на кг породы. Добыча из естественной среды крайне трудоемка — для получения 1 г металла необходимо достать с глубины 2 км и переработать 400 кг породы. Применяемая химическая технология извлечения требует дорогих реагентов. Запасы платины в земной коре относительно невелики, ресурс их добычи не превышает 30 тыс. тонн и ограничивается сроком в 125 лет.

Автомобильная промышленность является основным потребителем платины. Из неисправных катализаторов можно извлечь до 99% содержащихся в них драгметаллов. Использование вторичного сырья гораздо менее затратно, чем добыча из земных недр. Автолюбителям не стоит просто выбрасывать или бесполезно складировать старые катализаторы, за которые можно выручить неплохую сумму. Их переработка позволит сохранить незначительный ресурс этого металла на планете.

Существуют два основных метода извлечения платины из сот катализаторов:

  • выделение металла из перемолотых в крошку сот под воздействием кислот и дополнительных реагентов;
  • пирометаллургический метод с использованием промышленных печей при температурах 1800–3000 °С.

Жидкостная химическая переработка (аффинаж) менее затратна и в качестве эксперимента доступна даже химику-любителю. Катализатор погружают в водный раствор соляной кислоты, нагревают и наносят на обрабатываемое сырье окислитель при появлении паров. В растворе помимо кислоты может применяться 30-процентный пероксид водорода. В промышленности используется парообразный окислитель, который многократно пропускается через решетки большой площади, покрытые ценным сырьем.

Для извлечения платины из металлических сот катализатора применяется электрохимическая обработка. В этом случае отделению с помощью электролиза подвергается сама алюминиевая основа.

Промышленная переработка в высокотемпературных печах требует значительных вложений в оборудование и позволяет получить из катализатора наибольшее количество платины. Наивысшая окупаемость достигается при значительных объемах переработки и стабильной долговременной работе.

Катализаторы с высоким содержанием платины

Наибольшую ценность для переработки представляют катализаторы трехкамерной конструкции и изделия, в которых применяется сплав платины и родия. Совершенствование технологий позволило уменьшить содержание родия в таких конвертерах с 20% до 9%, при этом содержание платины составляет до 1000 мкг на кг массы катализатора. Концентрация этого металла на единицу массы катализатора велика и в катализаторах с использованием сплава платины, палладия и родия, но в 2020 году они уже не производятся и попадают на переработку в небольшом количестве.

Больше всего драгоценных металлов в катализаторах автомобилей с двигателями значительной мощности и в люксовых моделях. Моторы грузовых машин оснащаются катализаторами большой массы, которые обеспечивают своевременную переработку выхлопных газов по мере их выделения из двигателя. Легковые авто высокого класса оснащаются наиболее качественными катализаторами для лучшей очистки.

Автомобили, произведенные в Германии и Японии, а также машины, предназначенные для рынка США, содержат больше платины и других драгоценных металлов. Это объясняется высокими экологическими требованиями в перечисленных странах.

Катализаторы автомобилей производства Украины, России и других стран СНГ не так популярны в качестве сырья для переработки. Общее количество платины в них невелико, в целях экономии часто применяются более дешевые и менее эффективные золото, иридий и другие металлы. Конструкция и химический состав катализаторов часто изменяется, что не позволяет оптимизировать технологический цикл для их переработки.

Продажа неисправного катализатора на переработку позволит выручить неплохую сумму. В зависимости от модели авто за него можно выручить от 500 до нескольких тысяч гривен, реализация катализатора современной грузовой машины может принести 10 тыс. грн и больше. Покупатели катализаторов для переработки оценивают их на основе марки авто и пробега либо непосредственно определяют процентный состав платины и других компонентов в сотах. Вторичная переработка позволяет глобально снизить стоимость новых машин за счет удешевления производства катализаторов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *